Incorporación de las TIC a la Enseñanza de la
Biología.
Los
procesos pedagógicos y educativos en educación superior no son siempre
visibles. Se ha dejado a merced del educador la construcción del mundo del
aula. Esto se debe en parte al énfasis que se ha puesto en los contenidos, más
que en la didáctica y el ambiente mismo de aprendizaje (Duart y Sangrá, 2000).
Como lo sugiere Collis (2004), la generación de un proceso de incorporación de
las TIC en los procesos educativos debe verse como un proceso de innovación.
La
actitud de los profesores hacia la incorporación de estas tecnologías en el
aula es bastante positiva como revelan numerosos estudios (Rodríguez, 2000;
Carballo y Fernández, 2005; Orellana et al., 2004; Canales 2005), según los
cuales el interés, la motivación y la valoración de la necesidad de actualización
profesional en este campo son altos por parte de un porcentaje elevado de
profesores.
Pero, aunque tanto profesores como alumnos parecen estar de acuerdo en que la falta de formación juega un papel limitante en la utilización de las TIC en el aula, hay un hecho que merece cierta consideración: en todas las actividades TIC consideradas, la frecuencia de uso declarada por los alumnos es notablemente más elevada fuera que dentro del centro educativo, ya que los alumnos utilizan habitualmente las TIC fuera del centro educativo en una variedad amplia de actividades (lúdicas, de información y comunicación o relacionadas con el aprendizaje) (Fernández Morante, 2006). Del mismo modo los niveles de uso de las TIC por parte de los docentes en las aulas son inferiores a la competencia declarada, es decir, hay más docentes capaces de utilizar estas herramientas que aquellos que las ponen en práctica con sus alumnos.
Las nuevas tecnologías hacen posibles
nuevas modalidades de enseñanza-aprendizaje. Sobre todo, la enseñanza a
distancia o semipresencial. Pero requieren igualmente de nuevas competencias en
profesores y alumnos para que dichas fórmulas resulten exitosas. Exige de los
profesores nuevas competencias tanto en la preparación de la información y las
guías de aprendizaje como en el mantenimiento de una relación tutorial a través
de la red. Exige de los alumnos junto a la competencia técnica básica para el
manejo de los dispositivos técnicos, la capacidad y actitudes para llevar a
cabo un proceso de aprendizaje autónomo y para mantener una relación fluida con
su tutor (Canos y Ramon 2005).
Como
afirma Area (2003), las redes telemáticas deberían ser “un factor que ayude a
construir y desarrollar un modelo de enseñanza más flexible, donde prime más la
actividad y la construcción del conocimiento por parte del alumnado a través de
una gama variada de recursos que a la mera recepción pasiva del conocimiento a
través de unos apuntes y/o libros”, tarea que va más allá de ampliar las
fuentes de información para la realización de trabajos con los alumnos o
presentar los contenidos tradicionales bajo formatos digitales, eso sí, más
novedosos.
Las
TIC en la enseñanza de la Biología
La
gran capacidad de almacenamiento y acceso a la información, la posibilidad de simular
fenómenos naturales difíciles de observar, la interactividad con el usuario y
la posibilidad de llevar a cabo un proceso de aprendizaje individualizado, son
algunas de las prestaciones que hacen de los ordenadores unas herramientas
especialmente útiles para la enseñanza de la biología, ya que ayudan a los
estudiantes a participar más activamente en la investigación y el aprendizaje,
al tiempo que constituyen un excelente recurso para aprender los conceptos y
procesos biológicos. La integración de las TIC en la formación científica
comienza a considerarse imprescindible en la llamada sociedad del conocimiento.
La
enseñanza de la biología comparte problemas y necesidades comunes a otras disciplinas,
muchas de las cuales encuentran en las TIC herramientas de ayuda (búsqueda de
información, elaboración de materiales, comunicación, etc.). Pero, más allá de
este uso común, algunos recursos de estas tecnologías se han revelado como particularmente
provechosos para la formación científica. Gras y Cano (2003) identifican tres áreas en las que la
incorporación de las TIC en el aprendizaje de la biología pueden resultar
realmente importantes: la simulación de procesos fisicoquímicos, la
experimentación automatizada y la conexión con otros alumnos fuera del aula.
Pintó (2003) plantea las perspectivas que se abren con el uso de las nuevas tecnologías
y pone como ejemplo dos tipos de trabajo práctico que se puede incorporar al
laboratorio: la tecnología MBL (micro-computer based laboratory) y las simulaciones.
Pontes (2005), por su parte, analiza las funciones formativas de las TIC en
relación a la adquisición de tres tipos de objetivos en la formación
científica:
• Con relación a los objetivos de carácter
conceptual las TIC facilitan el acceso a la información.
• Los objetivos de carácter procedimental
pueden desarrollarse a partir de diversos recursos informáticos que permiten la
construcción e interpretación de gráficos, la elaboración y contrastación de
hipótesis, la resolución de problemas asistida por ordenador, la
adquisición de datos experimentales o el diseño de experiencias de laboratorio
mediante programas de simulación.
• Respecto a las actitudes, el
uso de las TIC favorece el intercambio de ideas, la motivación y el interés por
de los alumnos por el aprendizaje de las ciencias.
La
atención de los investigadores de la didáctica de las ciencias biológicas se ha
centrado en dos formas de utilizar las TIC que son específicas de la enseñanza
de las ciencias: la recopilación y el tratamiento de los datos del experimento
(el ordenador como herramienta de laboratorio) y el uso de ordenadores para la
simulación (Eurydice, 2006).
Son
muchos los recursos informáticos que pueden aplicarse a la enseñanza de la
biología, por lo que, para realizar un análisis de los mismos, resulta útil su agrupamiento
según el criterio que se determine. Sin embargo esto nos puede llevar a establecer
tantas clasificaciones como criterios diferentes queramos utilizar, con el inconveniente
añadido de que muchos de los recursos son susceptibles de ser incluidos en varias
categorías. Aunque se han publicado diversos intentos de catalogación del uso
de estas herramientas (Alonso [et al.], 1998; Duarte, 1999; Zamora, 2000;
Marqués, 1999b; Pontes, 2005), una clasificación sencilla, basada en la finalidad
de su diseño, puede ser suficiente para los fines de este trabajo:
RECURSOS DE CARÁCTER GENERAL:
Son herramientas que, aunque no han sido diseñadas con fines educativos, pueden
aplicarse a multitud de actividades de aprendizaje. Constituyen recursos de
carácter general, entre otros, los procesadores
de texto, hojas de cálculo, paquetes de software estadístico, programas de
tratamiento de imágenes, reproductores de imagen y sonido o aplicaciones
para creación de contenidos como preparadores
de presentaciones, generadores de páginas web, etc.
RECURSOS DE CARÁCTER ESPECÍFICO:
Son programas específicos diseñados para facilitar el aprendizaje de materias
concretas. Existen diferentes tipos de programas en función de los objetivos
didácticos que persiguen y las teorías educativas en las que se fundamentan.
Destacan entre ellos: programas de
ejercitación y autoevaluación, tutoriales
interactivos, simulaciones,
laboratorios virtuales, laboratorio
asistido por ordenador; visitas
virtuales, colecciones virtuales, bancos de imágenes o webs específicas
docentes o institucionales.
RECURSOS PARA CONSULTA:
Los constituyen materiales diversos disponibles en Internet y accesibles desde
diferentes buscadores: portales
educativos, libros, revistas o periódicos electrónicos, videos, bibliotecas,
bases de datos, mapas, enciclopedias multimedia, wikipedia, diccionarios...etc
RECURSOS PARA LA COMUNICACIÓN Y EL
APRENDIZAJE COLABORATIVO: resultan muy útiles en actividades de
grupo o para fomentar la participación en comunidades de aprendizaje. Son el correo electrónico, los foros, listas de
distribución, chats, blogs, wikis, webcam, etc.
La
integración de estos recursos en el aula requiere una reflexión sobre su oportunidad
didáctica, así como sobre los aspectos metodológicos que deben tenerse en
cuenta para la incorporación de los materiales elaborados o seleccionados en la
actividad docente. Para ello, es fundamental conocer bien qué cualidades de los
diferentes recursos los hacen idóneos para determinadas situaciones de
aprendizaje.
La NSTA
(1999) propone una serie de pautas para la utilización de los recursos informáticos,
a los que identifica como herramientas poderosas en la enseñanza y aprendizaje
de la ciencia:
• El software tutorial y
multimedia debe servir para que el estudiante se involucre en diálogos
interactivos significativos y emplee creativamente gráficas, sonido y
simulaciones con el objeto de promover el aprendizaje de hechos y habilidades,
facilitar el aprendizaje de conceptos y, mejorar la comprensión.
• El software de simulación
debe ofrecer oportunidades de explorar conceptos y
modelos
a los que no se puede acceder directamente desde el laboratorio. Estos son los
que requieren:
1.
Equipos o materiales muy costosos o inexistentes
2.
Materiales o procedimientos de alto riesgo
3.
Niveles de habilidad que todavía no han alcanzado los estudiantes
4.
Mayor cantidad de tiempo del que es posible o apropiado destinar para el
período(s) de clase; por ejemplo, simulaciones de crecimiento de población
• Deben utilizarse sensores y sondas para que
los estudiantes recolecten y analicen datos de la misma forma en que lo hacen
los científicos y realicen observaciones durante períodos de tiempo prolongados
que permitan llevar a cabo experimentos que de otra forma no se podrían
realizar.
• Las bases de datos y las hojas de cálculo
deben usarse para facilitar el análisis de
los datos mediante las funciones que ofrecen para organizarlos y visualizarlos.
• Se debe estimular la creación de redes de
trabajo entre maestros y estudiantes para que estos puedan emular la manera en
la que trabajan los científicos y los maestros puedan evitar el aislamiento.
• Se debe fomentar el uso de Internet como
medio para establecer grupos de interés con científicos, docentes y estudiantes
de otras áreas, recoger información y datos, publicar datos y hallazgos y,
poder ofrecer a los estudiantes información muy actualizada.
Es
evidente que la disponibilidad de software informático adecuado para diferentes
situaciones de aprendizaje es lo que va a permitir diversificar y generalizar
el uso de las TIC. Coincidiendo con Gallego Arrufat (1998), “En el marco de
las decisiones metodológicas, la elección de software es probablemente lo
esencial para el desarrollo del uso de ordenadores en la enseñanza”. El
material del que se sirven los profesores para utilizar en sus clases procede,
cada vez más, de Internet según datos de la Comisión Europea (2006).
Ciertamente
existen cada vez más portales educativos en Internet en los que podemos
encontrar recursos didácticos para el aula, pero aún son insuficientes (sobre
todo en español) y, en la mayoría de los casos, estos recursos constituyen
documentos o actividades encaminadas a la búsqueda de información o para
reforzar conocimientos dentro del ámbito conceptual. Sin embargo, en las materias
científicas, el trabajo experimental forma parte de su corpus disciplinar,
por lo que los nuevos modelos pedagógicos apoyados en el aprendizaje virtual
deben atender, en la didáctica de las ciencias biológicas experimentales,
también a los objetivos procedimentales, que persiguen el desarrollo de
determinadas destrezas intelectuales en relación con los procesos científicos.
Es, por tanto, necesario, desde la perspectiva de las disciplinas científicas,
planificar situaciones de aprendizaje en las que los procedimientos reciban un
tratamiento didáctico específico, en las cuales las TIC, en tanto que permiten
la interactividad del estudiante, pueden suponer una contribución importante en
la formación de los estudiantes en este campo.
El
papel del profesor en la utilización de estos recursos pasa a constituirse en
el de consultor, tutor y animador más que en fuente de información para los
alumnos (Pintó y Gutiérrez, 2001). Porque ¿sería sensato que cada profesor se elaborara
sus propios materiales digitales tras un trabajo de años, para descubrir que
otros muchos antes que él lo han hecho igual y, además, en este tiempo los
temarios han cambiado y ya no vale? Por otra parte, ¿cuántas definiciones de un
mismo concepto necesitamos? ¿resulta realmente necesario que cada profesor
diseñe sus propios materiales cuando están referidos a contenidos básicos de su
materia que no admiten enfoques personalizados? ¿no sería más eficaz dirigir
los esfuerzos a generar o aprovechar situaciones de aprendizaje concretas para
utilizar los recursos digitales más adecuados?
RECURSOS INFORMÁTICOS PARA EL
APRENDIZAJE DE PROCEDIMIENTOS EN BIOLOGÍA
Recursos de carácter específico
Algunos
recursos disponibles en Internet pueden ser incorporados a las actividades experimentales
diseñadas por los profesores, bien complementando o sustituyendo el material de
uso tradicional o bien abriendo nuevas vías de trabajo.
La
utilización de:
- Dibujos, fotografías o microfotografías como las que pueden obtenerse de bancos de imágenes como “BIODIDAC”11 y “Bioimages”
- Microfotografía electrónica disponibles en “Molecular Expressions”,
- “The Virtual MIcroscope”,
- “Science Stock Photography”
IMÁGENES VIRTUALES DE BIOLOGÍA
- Microscope Imaging Station”,
Permiten diseñar guías de actividades sobre temas concretos.
Las colecciones
virtuales como:
- El “Atlas electrónico de parasitología”;
- El “Atlas de microorganismos”;
- El “Atlas Interactivo de Histología” de la Universidad de Oviedo;
- La colección de moluscos de la página “Malakos”;
- Los herbarios virtuales, como el de la universidad de las Islas Baleares;
- El “Atlas y libro Rojo de los mamíferos terrestres de España”
- La colección de hongos de la Sociedad Micológica de Madrid,
Son recursos que permiten actividades de observación,
estudio morfológico y clasificación y pueden suplir las carencias de ejemplares
de seres vivos que son comunes a la mayoría de los centros de enseñanza
secundaria. Las simulaciones sobre biología celular e inmunología del North
Harris College de Houston, sobre microbiología y biotecnología de la academia
Creteil, sobre fisiología del Phisiology Educational Research Consortium, sobre
ingeniería genética del DNA Learning Center de Nueva York y sobre embriología
de los sitios “Sea Urchin Emriology” de la Universidad de Stanford o “Embryo
Images” de la Universidad Nacional de Córdoba (Argentina), son ejemplos de
algunos de los recursos disponibles en Internet que, aplicados al trabajo
práctico pueden utilizarse para hacer predicciones, comprobar hipótesis o,
cuando son interactivas, investigar sobre los efectos de la modificación de
algunos parámetros en temas para los que resulta especialmente difícil diseñar
actividades experimentales en los centros de enseñanza secundaria. Las visitas
virtuales como las que pueden realizarse a excavaciones como la de Atapuerca; a
jardines botánicos como el Real Jardín Botánico de Madrid o el Jardín Botánico
de Córdoba; a espacios naturales como la red de Parques Nacionales del
Ministerio de Medio Ambiente o parajes naturales como el Parque Natural de
Cabárceno o Las Médulas y a museos de ciencias como el Museo de Ciencias
Naturales de Madrid, el National History Museum de Londres, el American Museum
of National History de Nueva York o el Exploratorium de San Francisco, proporcionan
acceso a galerías de imágenes en las que pueden basarse pequeñas
investigaciones. Las posibilidades de visualización en 3D y manipulación en el
espacio de objetos posibilitan el estudio detallado de la anatomía humana desde
diferentes ángulos en “Visible body” o la indagación en aspectos
relacionados Biología molecular, que nunca podrían abordarse en un laboratorio tradicional,
a través de visualizadores moleculares como Chime, RasMol o Protein Explorer. Hay,
por último, dos tipos de recursos que destacan por estar específicamente concebidos
para llevar a cabo trabajo experimental:
a) LABORATORIO
ASISTIDO POR ORDENADOR
Una
las aplicaciones de las TIC a la enseñanza experimental es la posibilidad de utilizar
sensores y sondas acoplados a un equipo informático para el registro y análisis
de datos. Los sensores pueden captar datos como luz, humedad, presión, ritmo
cardíaco, pH, etc, y resultan particularmente útiles para el estudio la
ecología o la fisiología. Los datos recogidos pueden ser analizados a través de
la aplicación de diversas funciones matemáticas creando gráficos y archivos de
datos (Van Eijck, Goedhart y Ellermeijer, 2005). Puesto que muchos de estos
sensores son portátiles, permiten, además, el registro de datos en el campo que
pueden estudiarse posteriormente en el laboratorio. Aspectos relativos a
fisiología humana (interpretación de electrocardiogramas, ventilación
pulmonar), fisiología vegetal (fotosíntesis, transpiración de las plantas),
bioquímica (proteínas como sustancias tampón, actividad enzimática), biología
celular (respiración celular, fermentaciones) o genética (estudio de las
diferencias fenotípicas de la pigmentación de la piel) son algunos ejemplos de
trabajo experimental que pueden llevarse a cabo mediante aplicaciones de
laboratorio asistido por ordenador (Mateos y Piñero, 2002). Sin embargo, los
requerimientos de software, sensores y dispositivos especiales y la necesidad
de contar con ordenadores en los laboratorios hacen que, en la práctica, estos
recursos no se utilicen mucho en la enseñanza a nivel superior.
